Дельфины и другие зубатые киты – или одонтоцеты – используют свои головы для создания звуков, которые помогают им общаться, ориентироваться и охотиться в своем мрачном морском мире. Эти иногда звуки, похожие на голос мальков, раскрывают информацию об их мрачном морском мире, которая имеет решающее значение для выживания. Некоторые новые генетические анализы предполагают, что скопления жировых тканей, которые обеспечивают эхолокацию у зубатых китов, возможно, произошли из мышц их черепа и костного мозга, изменив то, как эти животные едят и воспринимают окружающий мир. Результаты описаны в исследовании, опубликованном в апрельском номере журнала за 2024 год Gene.
Кзубатым китам относятся многочисленные виды дельфинов, а также косатки, кашалоты, белухи и нарвалы. Эхолокация производится выпуклой массой жировой ткани внутри их голов, называемой дыней.
Наряду с челюстной костью дельфинов и зубатых китов существует группа производящих звук внечелюстных жировых тел (EMFB). Другой набор акустических жировых отложений, называемых внутрижелудочными жировыми телами (IMFB), расположен внутри челюстной кости. Эволюция дыни, экстранижнечелюстных и внутрижелюстных жировых тел имела решающее значение для развития эхолокации у этих морских млекопитающих. Однако мало что известно о том, как генетически возникли сами эти жировые ткани.
“Зубатые киты претерпели значительную дегенерацию и адаптацию к своему водному образу жизни”, - говорится в заявлении Хаяте Такеучи, соавтора исследования и аспиранта Университета Хоккайдо в Японии, говорится в заявлении.
Одной из таких адаптаций была частичная потеря ими обоняния и вкуса наряду с приобретением способности к эхолокации. Чтобы поближе рассмотреть эту и другие адаптации на генетическом уровне, команда из Университета Хоккайдо изучила последовательности ДНК генов, которые экспрессируются в этих слуховых жировых телах. Они измерили экспрессию генов у морских свиней (Phocoena phocoena) и тихоокеанских белобоких дельфинов (Lagenorhynchus obliquidens).
Они обнаружили, что гены, которые в норме связаны с функцией и развитием мышц, были активны в дыне и EMFB на внешней стороне челюстной кости. Также были получены доказательства эволюционной связи между этим жиром и мышцей, называемой жевательной мышцей. У человека жевательная мышца соединяет нижнюю челюсть со скулами и является одной из ключевых мышц, используемых при жевании.
Когда команда проанализировала экспрессию генов во внутрижелудочном жире на внутренней стороне челюстной кости, они обнаружили активные гены, связанные с некоторыми элементами иммунного ответа и регуляции группы белых кровяных телец, которые борются с инфекцией, называемых Т-клетками. Команда считает, что это связано с близостью к костному мозгу, который помогает вырабатывать Т-клетки, и требует дополнительных исследований.
Команда также назвала сеть мелей Хоккайдо еще одним важным аспектом исследования, поскольку образцы, использованные в этом исследовании, были собраны ими. Организация собрала образцы выброшенных на берег китов вдоль морского побережья и устья реки Хоккайдо. Проведение вскрытий выброшенных на берег морских млекопитающих имело решающее значение для отбора проб и исследований, позволяющих узнать больше о потенциальных причинах выброса на берег и гибели, а также об анатомии, физиологии и эволюции.